CH640306A5

CH640306A5 - Gebirgsanker sowie verfahren zur verankerung von gebirgsformationen mit demselben.

Info

Publication number: CH640306A5
Application number: CH1125878A
Authority: CH
Inventors: Friedrich Peter D Brandstetter
Original assignee: Gebirgssicherung Gmbh
Priority date: 1977-11-02
Filing date: 1978-11-01
Publication date: 1983-12-30
Also published as: JPS5942799B2; AR212834A1; AT366151B; ATA760578A; DE2749068A1; JPS5490830A; GR72858B

Description

Die Erfindung betrifft einen Gebirgsanker gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 sowie Verfahren zur Verankerung von Gebirgsformationen mit demselben gemäss Oberbegriff der Ansprüche 20 und 22 und nach dem Verfahren verankerte Gebirgsformationen.

Bei der Befestigung und Sicherung von Gebirgsformationen aus schlechtem, brüchigem Gestein ist es für einen dauerhaften Endausbau wünschenswert und erforderlich, vorspannbare Gebirgsanker zu setzen. Es soll damit dem Gebirgsdruck bzw. Gesteinsbewegungen schon frühzeitig die erforderliche Haft- und Stützwirkung kontrolliert entgegengesetzt und damit die rasche Stabilisierung des Hohlraumes bzw. Sicherung des Gebirges auf Dauer erreicht werden.

Zwar kann auch der in der deutschen Offenlegungsschrift P 26 24 559 beschriebene Gebirgsanker in beschränktem Masse während der Zeit vorgespannt werden, die zwischen dem Aushärten des Kunstharzes in dem Bohrlochende einerseits und dem Bohrlochmund andererseits vergeht. Dabei kann jedoch nicht der volle Spielraum der Vorspannbarkeit der Bewehrungselemente des Ankers ausgenutzt werden. Auch ist die Vorspannung nach der Aushärtung nicht mehr kontrollierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gebirgsanker und ein Verfahren zur Verankerung von Gebirgsformationen der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei der Anker einen den Materialeigenschaften entsprechenden Längenbereich aufweist, in welchem er auf beliebige gewünschte Kraftwerte vorspannbar ist.

Diese Aufgabe wird beim Gebirgsanker durch die im Anspruch 1 definierten Merkmale und bei den Verfahren zum Verankern von Gebirgsformationen durch die in den Ansprüchen 20 und 22 definierten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemässe Gebirgsanker ist vorzugsweise gegen Korrosion, aggressive Bergwässer und Säuren resistent und gegen vagabundierende Strömungen unempfindlich. Beim Einsetzen in das Bohrloch kann er auch dann nicht aus dem Gestein herausgespült werden, wenn das Bohrloch Wasser enthält. Die Aushärtung des Ankers kann auch unter Wasser erfolgen, wobei vorzugsweise die Erhärtungszeit sehr kurz ist und die volle Tragkraft rasch erreicht wird. Ein Aus-fliessen aus dem Bohrloch ist z.B. durch die Art der Füllung und der verwendeten Abdichtung im Gegensatz zu den üblichen Füllungen nicht möglich. Der neue Anker kann sich ausserordentlich gut mit dem umgebenden Gebirge ver640306

binden und in dessen Unebenheiten eindringen und hat vorzugsweise eine grosse elastische Dehnbarkeit. Seine Haft-und Stützwirkung ist daher z.B. auf der ganzen Länge wirksam. Sein vorzugsweise aus Metall bestehender Ankerkopf kann entfernt werden, so dass der vorgespannte Anker auch verwendet werden kann, wenn z.B. eine spätere Erweiterung des Stollens oder der Einsatz einer Fräse geplant ist; vor allem aber dient er dem Endausbau. Mit dem neuen vorspannbaren Gebirgsanker ist z.B. somit der gesamte grosse Bereich der voll elastischen Dehnbarkeit der Kunstharze mit glasfaserverstärkten Bewehrungselementen in genau gesteuerter Weise für die Vorspannung ausnutzbar. Dabei ist z.B. die bei Epoxidharzen bestehende Neigung zum Kriechen für die Vorspanneigenschaften und Festigkeitseigenschaften des Ankers vorteilhaft. Sie können die Gebirgsdrücke elastisch auf die hochwertige Glasfaser übertragen, die dem Anker z.B. seine hohe Wirkungsweise zur Stabilisierung des Gebirges verleihen.

Vorzugsweise ergeben sich Gebirgsformationen, die nach dem Verfahren zum Verankern derselben die in den Ansprüchen 23 und 24 umschriebenen Merkmale aufweisen.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Gebirgsankers nach der Erfindung können durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 19 und eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Verankern von Gebirgsformationen nach Anspruch 20 durch den Anspruch 21 erreicht werden.

Die Haftfestigkeit des Gebirgsankers gegenüber dem Harz und der Bewehrung kann durch Quetschungen oder sonstige Unebenheiten der Oberfläche des Ankerkopfes verstärkt und bei der Ausführungsform gemäss Anspruch 3 weiter vergrös-sert werden. In gleicher Weise geht das Kunstharz mit dem umgebenden Gebirge bzw. der Bohrlochwand z.B. einen besonders innigen Kontakt ein. Die elastische Bettung der Bewehrungselemente im Kunstharz als Zwischenglied zum Gebirge erweist sich z.B. stärker verformbar und damit wesentlich belastungsfähiger als beispielsweise der Zementmörtel zwischen einem Stahlanker und dem Gebirge.

Bei der Ausführungsform gemäss den Ansprüchen 4 und 5 beträgt z.B. die Länge der über den Freispielraum hinausragenden Bewehrungselemente etwa ein Viertel der Gesamtlänge des Ankers. Diese Längenverhältnisse haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen.

Bei Verwendung z.B. von Glasfaserstäben als Bewehrungselemente kann man mit der Ausführungsform gemäss Anspruch 6 eine besonders gute Haftung der Bewehrungselemente sowohl im Ankerkopf als auch im Spannraum erreichen. Insbesondere zwischen diesen Punkten erfolgt bevorzugt die Vorspannung des Gebirgsankers (Anspruch 7). Bei den Ausführungsformen gemäss den Ansprüchen 8 und 9 ist z.B. sichergestellt, dass sowohl Luft als auch gegebenenfalls Wasser aus dem Bohrloch während des Einpressens des flüssigen Kunstharzes durch das Entlüftungsrohr bzw. die Entlüftungsrinne im Ankerkopf entweichen können. Hierdurch ergibt sich z.B. eine vollständige Füllung des Spannraumes, bei welcher vorzugsweise die Peripherie des gesamten Bohrlochs mit verfüllt wird und gegen das Eindringen von Wasser abgedichtet wird.

Die Ausführungsformen gemäss Anspruch 10 oder 18 sind besonders zweckmässig, wenn der Ankerkopf nach erfolgter Vorspannung z.B. wieder aus dem Bohrloch entfernt werden soll. In diesem Falle wird der Ankerkopf z.B. nur bis zur Marke der Dehnung des Armierungsgestänges unter Vorspannung, das sind 2% der Länge des Freispielraumes, in das Bohrloch eingeschoben. Die Füll- und Entlüftungsrinnen können in diesem Fall entsprechend kurz ausgebildet sein (Anspruch 11 oder 19). Zweckmässigerweise sind z.B. die Füllrinnen wie auch die Entlüftungsrinne in die Aussenseite des Ankerkopfes eingearbeitet (Anspruch 12), jedoch wäre

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

640306

z.B. auch die Einarbeitung dieser Rinnen an der Innenseite des Dichtringes denkbar. Um z.B. eine optimale Anpassung des Dichtringes an die Bohrlochwand und eine gute Abdichtung sicherzustellen, kann der Dichtring gemäss Anspruch 13 konstruiert werden.

Durch die Anordnung eines Füllrohres und eines Entlüf-tungsrohres (Ansprüche 14 und 15) wird z.B. die vollständige und einwandfreie Verfüllung des Freispielraumes sichergestellt. Wie z.B. bei der Füllung des Spannraumes durch die Füllrinne(n) am zweckmässigsten eine gebogene Injektionsnadel verwendet wird, so verwendet man z.B. auch zur Füllung des Freispielraumes mit Hilfe des Füllrohres bzw. einer Füllrinne am besten eine Injektionsnadel oder Füllsonde.

Bei einer für schwere Anker besonders vorteilhaften Aus-fiihrungsform eines Gebirgsankers (Anspruch 16) können das Freispielrohr über den Ankerkopf bis zum Bohrlochmund vorgezogen, zwischen Bohrlochwand und der Aussen-wand des Freispielrohres ein Füllrohr vom Bohrlochmund zum Spannraum führen und der Ankerkopf eine Nut bzw. Füllrinne aufweisen, die vom Bohrlochmund zum Freispielraum führt, und ein Freispielraum-Entlüftungsrohr am Bohrlochmund, vorteilhaft z.B. unterhalb des Gewindes des Ankerkopfes, seitlich austreten.

Die Arbeitsweise beim Einsetzen des neuen Gebirgsankers in ein Bohrloch ist ausserordentlich einfach. Insbesondere kann dieser Gebirgsanker auch über Kopf eingesetzt werden, ohne dass besondere Abstützungseinrichtungen erforderlich wären, da ihn die elastische Dichtung, vorteilhaft eine konische Lamellendichtung, im Bohrloch festhält. Die Bewehrungselemente, z.B. Glasfaserrohr und Glasfaserstäbe, sowie gegebenenfalls Füll- und Entlüftungsrohr für den Freispielraum können in dem Ankerkopf mit Epoxidharz vergossen werden, ebenso werden z.B. die Bewehrungselemente am Ende des Freispielrohres mit Epoxidharz durch Verguss abgedichtet. Wenn z.B. der Kopf des Gebirgsankers nach dem Setzen und Vorspannen des Ankers entfernt werden soll, ist es vorzugsweise lediglich nötig, den Kopf von dem im Freispielraum vergossenen Gestänge durch Abschneiden abzutrennen. Der Anker selbst bleibt unter Spannung, da sowohl im Spann- als auch im Freispielraum das Kunstharz ausgehärtet ist. Die Befestigung der Bewehrungselemente in dem Ankerkopf wie auch in dem Freispielrohr kann bereits vor dem Setzen des Ankers erfolgen, um auf diese Weise ein vorgefertigtes Ausgangserzeugnis zum Setzen eines Gebirgsankers zur Verfügung zu haben. Das Vorspannen der Bewehrungselemente kann sodann entweder durch gesonderte Einrichtungen, aber auch durch Ankerplatte und Zugmutter erfolgen (Anspruch 18). Die Arbeitsweise gemäss Anspruch 19 liefert z.B. eine Möglichkeit des Vorspannens auch bei nachträglicher Entfernung des Ankerkopfes aus dem Bohrloch.

Der neue Gebirgsanker ist ausgesprochen leistungsfähig z.B. im Hinblick auf tunnelstatische und felsmechanische Aspekte und eignet sich bevorzugt im Felsbau und Tunnelbau. Seine Tragkraft ist erprobt und nachgewiesen z.B. im Bereich von 8 Mp bis 50 Mp, bei ebenfalls getesteten Längen von 4 bis 8 m. Die Tragfähigkeit reicht allerdings z.B. erheblich weiter bis 100 Mp. Es sind, soweit erforderlich, z.B. Längen bis 20 m und mehr vorgesehen und durch Einstellen der Reaktionsgeschwindigkeit der Füllharze beherrschbar. Die ergzeugbare Vorspannung wurde z.B. erprobt in einem Bereich von 10 bis 15 Mp, kann jedoch durch Bewehrung erheblich erhöht werden. Als zu verfüllendes Kunstharz wird vorteilhaft z.B. Epoxidharz verwendet, dessen Erhärtungszeit z.B. 8 bis 45 Minuten beträgt, innerhalb welcher das Epoxidharz vorzugsweise seine volle Festigkeit erreicht. Diese kurze Erhärtungszeit ermöglicht z.B. eine rasche und zügige Durchführung der Ankerungsarbeiten und damit eine rasche Wirkung der Ankerkräfte auf die Gebirgsbewegung. Das Epoxidharz ist vorzugsweise unlöslich gegenüber Bergwasser und Säuren und auch wasserdicht.

Von den Herstellungskosten her muss der neue Anker mit Ankern derselben Leistungsfähigkeit, einschliesslich aller Aufwendungen für den erhöhten Korrosionsschutz bekannter Anker, verglichen werden. Dabei ergeben sich z.B. ausser den technischen Vorteilen auch Preisvorteile des neuen Ankers.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in:

Figur 1 einen Achsschnitt durch einen in das Bohrloch gesetzten Gebirgsanker vor dem Verfüllen mit dem Kunstharz;

Figur 2 einen Querschnitt durch den Gebirgsanker in der Ebene II-II der Figur 1;

Figur 3 einen der Figur 2 entsprechenden Querschnitt durch eine andere Ausführungsform bei erhöhter Bewehrung des Gebirgsankers für grössere Vorspannung und Zugkraft als bei dem in Figur 2 dargestellten Anker;

Figur 4 einen der Figur 2 entsprechenden Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Gebirgsankers für noch grössere Vorspannung und Zugkraft als bei dem Anker der Figur 3;

Figur 5 eine Seitenansicht des Dichtringes;

Figur 6 einen Achsschnitt durch einen in das Bohrloch gesetzten Gebirgsanker besonders hoher Zugkraft, bei dem das Freispielrohr 16 über den Ankerkopf 1 bis zum Bohrlochmund vorgezogen ist;

Figur 7 einen Querschnitt durch den Gebirgsanker in der Ebene I-I der Figur 6 und

Figur 8 einen der Figur 7 entsprechenden Querschnitt durch eine andere Ausführungsform mit erhöhter Bewehrung des Gebirgsankers.

Der Anker der Figuren 1 und 2 ist für eine Zugkraft von 301 und eine Vorspannung von 151 ausgelegt. Er weist einen rohrförmigen Ankerkopf 1 aus Stahl auf, auf dessen aus dem Bohrloch 6 ragendes Gewindeende 2 eine Ankerplatte 4 aufschiebbar ist, die mit einer Zugmutter 3 gegen das Gebirge 5 festgezogen werden kann. Der Ankerkopf 1 weist zur Ver-grösserung der Haftreibung gegenüber dem ihn umgebenden und ausfüllenden Kunstharz Quetschungen 22 bzw. ringnut-förmige und ringstegförmige Verformungen seiner Wandung auf.

In das in das Bohrloch 6 ragende Ende des Ankerkopfes 1 ist ein Freispielrohr 16 geschoben. Es besteht aus Kunstharz und ist flexibel bzw. an der Oberfläche aufgerauht oder geriffelt, um seine Haftreibung gegenüber dem zu verfüllenden Kunstharz zu vergrössern. Das Kunstharz des Freispielrohres 16 kann beispielsweise Polyurethan sein. Das dem Bohrlochende zugewandte Ende des Freispielrohres 16 ist durch einen vergossenen Pfropfen 17 aus Epoxidharz verschlossen, durch welchen Bewehrungselemente 7,8 aus glasfaserverstärktem Kunstharz, hier Epoxidharz, hindurchgeführt sind.

Bei diesen Bewehrungselementen handelt es sich um ein glasfaserverstärktes ICunststoff-Entlüftungsrohr 7, sowie um ein bis zwei und mehr GFK-Stäbe 8 (glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe). Diese Bewehrungselemente 7, 8 erstrecken sich über die gesamte Länge des Gebirgsankers, d.h. von dem Gewindeende 2 des Ankerkopfes 1, in dem sie mit Epoxidharz vergossen sind, bis zum Bohrlochende durch den Ankerkopf 1 bzw. das Freispielrohr 16, aus welchem sie dann noch ein Stück bis zum Bohrlochende herausragen. Die Bewehrungselemente 7,8 sind in abgedichteter Weise durch den Kunstharzpfropfen 17 hindurchgeführt, und auch die Steclc-

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Verbindung des Freispielrohres 16 in dem Ankerkopf 1 ist abgedichtet, gegebenenfalls mit Hilfe von Klebebändern und anders. Auf diese Weise ist das von dem Gebirgsanker eingenommene Volumen des Bohrloches 6 unterteilt in einen äusseren, d.h. den Ankerkopf 1 und das Freispielrohr 16 umgebenden Spannraum 15, und in einen inneren, d.h. innerhalb des Ankerkopfes 1 und des Freispielrohres 16 befindlichen Freispielraum 18, der durch die Kunstharzpfropfen 17 und 28 begrenzt sein kann.

Der Spannraum 15 ist durch mindestens eine im Bereich des Bohrlochmundes um den Ankerkopf 1 herumgelegte ringförmige Dichtung, vorzugsweise eine konische Manschette 10, welche an der Wand des Bohrloches 6 anliegende Dichtlippen aufweist, abgedichtet. Zur Füllung des Spannraumes 15 mit flüssigem, kalt aushärtendem Kunstharz, beispielsweise Epoxidharz, ist eine in die Aussenseite des Ankerkopfes 1 längs etwa eine Mantellinie eingearbeitete Füllrinne 14 vorgesehen, die unter der Dichtmanschette 10 hindurchgeführt ist. Sie wird über eine Injektionsnadel 20, welche gebogen ist, mit dem Kunstharz beschickt. Zur Sicherung einer einwandfreien und vollständigen Füllung des Spannraumes 15 sind in dem Entlüftungsrohr 7 Entlüftungsschlitze 12 vorgesehen, sowie an der Aussenseite des Ankerkopfes 1 eine oder mehrere Entlüftungsrinnen 19, welche analog zu der oder den Füllrinnen 14 ausgebildet und angeordnet sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform für Anker mit hoher Zugkraft (z.B. 50-1001 und mehr), ist in den Figuren 6 bis 8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist das Freispielrohr 16 über den Ankerkopf 1 bis zum Bohrlochmund vorgezogen, zwischen Bohrlochwand und der Aussen-wand des Freispielrohrs führt ein Füllrohr 25 vom Bohrlochmund zum Spannraum 15 und der Ankerkopf besitzt eine Nut bzw. Füllrinne 26, die vom Bohrlochmund zum Freispielraum 18 führt, und ein Freispielraum-Entlüftungsrohr 27 tritt am Bohrlochmund, vorteilhaft unterhalb des Gewindeendes des Ankerkopfes, seitlich aus. Bei dieser Ausführungsform wird der Spannraum 15 zwischen Bohrlochwand und Gebirgsanker durch ein Einfüllrohr 25 durch die Füllsonde 24 mit Epoxidharz gefüllt. Das Einfüllrohr 25 liegt zwischen Bohrloch wand und der Aussenwand des Freispielrohres. Es führt vom Bohrlochmund durch die Dichtungsringe 10 in das Bohrloch. Die Beschickung des Freispielraumes erfolgt bei dieser Ausführungsform vorteilhaft durch eine Nut bzw. Füllrinne 26 im Ankerkopf, die vorteilhaft unterhalb des Gewindeendes des Ankerkopfes am Bohrlochmund beginnt und mit Hilfe einer gebogenen Füllsonde 23 mit Epoxidharz beschickt wird. Die Entlüftung des Freispielraumes erfolgt bei dieser Ausführungsform durch ein Entlüftungsrohr 27, das am Bohrlochmund zwischen Gewindekopf und Freispielrohr austritt. Diese Anordnung der Füll- und Entlüftungseinrichtungen dient dazu, dass bei besonders schweren Ankern der Harzquerschnitt im Kopf des Ankers nicht verringert bzw. eingeengt wird.

Zur Erleichterung der Füllung des Freispielraumes 18 im Inneren von Ankerkopf 1 und Freispielrohr 16 sind ein kürzeres Füllrohr 9 bzw. eine Nut 26 sowie ein längeres Entlüftungsohr 13 bzw. 27, welches vom Gewindeende des Ankerkopfes 1 bzw. vom Bohrlochmund bis etwa zu dem das Freispielrohr 16 verschliessenden Kunstharzpfropfen 17 reicht, in dem Ankerkopf 1 bzw. dem Freispielrohr 16 angeordnet. Die Füllung des Freispielraumes 18 erfolgt dementsprechend mittels einer Füllsonde 21 bzw. 23 durch das Füllrohr 9 bzw. die Nut 26.

Die vollständige Verfüllung des Spannraumes 15 wird sichtbar an dem Austreten von flüssigem Kunstharz aus dem Entlüftungsrohr 7 und der Entlüftungsrinne 19; analog wird die vollständige Verfüllung des Freispielraumes 18 angezeigt

640 306

durch den Austritt von flüssigem Kunstharz aus dem Entlüftungsrohr 13 bzw. 27.

Zur Verbesserung der Haftreibung der stabförmigen, glasfaserverstärkten Kunstharz-Bewehrungselemente 8 sind diese Glasfaserstäbe am Ende mit Aufspleissungen 11 versehen. Aus dem gleichen Grunde sind das Glasfaserrohr und die Glasfaserstäbe 7 und 8 durch ein besonderes Herstellungsverfahren entlang ihrer ganzen Oberfläche aufgerauht.

Bei der Ausführungsform der Figur 3 sind statt zwei Glasfaserstäben 8 wie bei Figuren 1 und 2, vier Glasfaserstäbe 8 vorgesehen. Dieser Gebirgsanker ist für eine Zugkraft von 501 und eine Vorspannung von 201 ausgelegt.

Eine noch stärker belastbare Ausführungsform des Gebirgsankers zeigt Figur 4, bei welcher zehn Glasfaserstäbe 8 vorgesehen sind. Diese Ausführungsform des Gebirgsankers ist ausgelegt für eine Zugkraft von 1001 und eine Vorspannung von 301.

Im übrigen bezeichnen gleiche Bezugszeichen in allen Figuren gleiche Teile. Der Freispielraum 18 ist in den Querschnittansichten (Figuren 2 bis 4) als bereits durch das Kunstharz gefüllt und deswegen schraffiert dargestellt.

Das Setzen des neuen Gebirgsankers geht folgendermassen vor sich.

Der Ankerkopf 1 wird mit den vergossenen Bewehrungselementen 7 + 8 und dem befestigten Freispielrohr 16, an dessen Ende die Bewehrungen ebenfalls wieder durch Ver-guss abgedichtet sind, in das Bohrloch 6 eingesetzt. Die Anschlussstellen des Freispielrohres 16 werden mit Klebebändern und anderem abgedichtet. Das Bewehrungsgestänge ragt sodann noch etwa ein Viertel der Gesamtlänge des Gebirgsankers über das Freispielrohr hinaus in den Verfüll-raum bzw. Spannraum 15 des Bohrloches 6. Mit Hilfe der gekröpften Füllsonde 20 bzw. 24 wird nun der Spannraum 15 durch die unter dem Dichtring 10 hindurchgeführte Füllrinne 14 bzw. das Füllrohr 25 gefüllt. Das flüssige und kalt verfüllte Kunstharz steigt zunächst entlang des Ankerkopfes 1 und dann des Freispielrohres 16 bis in den Raum am Ende des Bohrloches 6. Luft und gegebenenfalls Wasser können aus dem Bohrloch während der Verfüllung einmal durch das Entlüftungsrohr 7 und des weiteren durch die Entlüftungsrinne 19 im Ankerkopf 1 entweichen.

Nach dem Aushärten dieser Kunstharzfüllung wird das Bewehrungsgestänge 7, 8 im Freispielraum 18 auf die gewünschte Vorspannkraft vorgespannt und die Vorspannung kontrolliert. Nach diesem Vorspannen und Stabilisieren der Gebirgskräfte wird der Freispielraum 18 mit Hilfe der Injektionsnadel 21 bzw. 23 durch das Füllrohr 9 bzw. die Nut oder Füllrinne 26 mit dem gleichen kalten Epoxidharz durch den Ankerkopf 1 bzw. vom Bohrlochmund aus verfüllt. Nach dem Aushärten des Harzes in dem Freispielraum 18 ist der Gebirgsanker unter Spannung und kann mittels Ankerplatte 4 und Zugmutter 3 fest verschraubt werden.

Wenn beabsichtigt ist, den Ankerkopf nach dem Vorspannen aus dem Bohrloch zu entfernen, dann wird derselbe nur so weit in das Bohrloch eingeführt, dass er nach Vorspannung des Ankers mit dem Bohrlochmund abschliesst (bündig ist). Dementsprechend sind die Füll- und Entlüftungsrinne sowie der Dichtring an dem dem Bohrlochmund zugewendeten Ende des Ankerkopfes anzubringen.

Die Vorspannung der Bewehrung muss in diesem Falle mittels eines über den Ankerkopf geschobenen Anpressrohres, das auf die gegen das Gebirge gelegte Ankerplatte wirkt, mittels der Spannmutter über das Gewinde des Ankerkopfes erfolgen.

Nach erfolgter Vorspannung und Verfüllung sowie Aushärtung des Freispielraumes kann jede weitere Verschrau-bung entfallen und der Ankerkopf von dem Bewehrungsgestänge getrennt und somit entfernt werden.

5

s io

IS

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

640306

Der vorgespannte Anker ist somit voll korrosionssicher, da er keine Eisenteile enthält und ist durch die hohe Haft- und Stützvvirkung des ausgehärteten Epoxidharzes mit seiner

Glasfaserbewehrung als idealer Endausbau einer Gebirgssi-cherung in seiner ganzen Länge gegen die Gebirgsbewe-gungen auf Dauer wirksam.

B

4 Blatt Zeichnungen

Claims

640306 PATENTANSPRÜCHE

1. Gebirgsanker mit einem rohrförmigen Ankerkopf aus Metall, der in ein Bohrloch einsetzbar ist, wobei der Ankerkopf an seinem aus dem Bohrlochmund ragenden Ende ein Aussengewinde und eine Mutter zum Anpressen einer Ankerplatte aufweist und im Bereich des Bohrlochmundes von wenigstens einem das Bohrloch abdichtenden Dichtring umgeben ist, mit wenigstens einem in dem Ankerkopf angeordneten, in das Bohrlochende vorstehenden stab- oder rohrförmigen Bewehrungselement aus glasfaserverstärktem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerkopf (1) an seinem in das Bohrloch (6) ragenden Ende durch ein eine bestimmte Strecke in das Bohrloch ragendes Freispielrohr

2

s

2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Freispielrohr (16) aus Kunstharz besteht.

3. Gebirgsanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Freispielrohr (16) flexibel und an seiner Aussenseite geriffelt oder aufgerauht ist.

4. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge eines innerhalb des Ankerkopfes (1) und des Freispielrohres (16) befindlichen Freispielraumes (18) etwa ein Viertel der Länge des Gebirgsankers beträgt.

5. Gebirgsanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungselemente (7, 8) aus dem Freispielrohr ( 16) vorstehen.

6. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungselemente (7,8) an ihrer Oberfläche aufgerauht sind und dass wenigstens eines der Bewehrungselemente als an beiden Enden aufge-spleisster, glasfaserverstärkter Kunstharzstab (8) ausgebildet ist.

7. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungselemente (7,8) zwischen ihrem in dem Spannraum (15) befindlichen Abschnitt und ihrem im Bereich des Gewindeendes des Ankerkopfes (1) befindlichen Abschnitt vorspannbar sind.

8. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Bewehrungselemente als Entlüftungsrohr (7), das an seinem in dem Bohrlochende befindlichen Ende zusätzliche Entlüftungsschlitze (12) aufweist, ausgebildet ist.

9. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Füllrinne (14) bzw. dem Füllrohr (25) eine an der Aussenseite des Ankerkopfes (1) unter dem Dichtring (10) hindurchgeführte Entlüftungsrinne (19) vorgesehen ist.

10

10. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Füllrinne (14) bzw. Füllrohr (25) sich in Richtung vom Gewindeende (2) des Ankerkopfes ( 1 ) her gesehen erstrecken.

11. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllrinne(n) (14) bis etwa zur Mitte des Ankerkopfes (1) reichen oder nur dort eingefräst sind.

12. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllrinne(n) (14) und die Entlüftungsrinne(n) (19) in die Aussenseite des Ankerkopfes ( 1 ) eingearbeitet sind.

13. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (10) als Dichtmanschette mit etwakegelstumpfförmigen, abgestuften, ringförmigen Lamellen ausgebildet ist.

14. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ankerkopf (1) ein nicht durch den Kunstharzpfropfen (17) hindurchgeführtes Füllrohr (9) bzw. eine Füllrinne (26) zur Füllung des Freispielraumes (18) angeordnet ist.

15

15. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ankerkopf (1) ein weiteres nicht durch den Kunstharzpfropfen (17) hindurchgeführtes, jedoch bis ans Ende des Freispielraumes reichendes Entlüftungsrohr (13,27) zur Entlüftung des Freispielraumes (18) angeordnet ist.

16. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Freispielrohr (16) bei eingesetztem Anker über den Ankerkopf (1) bis zum Bohrlochmund vorgezogen ist, zwischen Bohrlochwand und der Aus-senwand des Freispielrohrs ein Füllrohr (25) vom Bohrlochmund zum Spannraum (15) führt und der Ankerkopf eine Nut bzw. Füllrinne (26), die vom Bohrlochmund zum Freispielraum (18) führt, und ein Freispielraum-Entlüftungsrohr (27), das am Bohrlochmund austritt, aufweist.

( 16) verlängert ist, dessen zum Bohrlochende weisendes Ende durch einen Kunstharzpfropfen (17) verschlossen ist, durch den die Bewehrungselemente (7,8) hindurchgeführt sind, wobei unter dem wenigstens einen äusseren Dichtring (10) eine Füllrinne (14) oder ein Füllrohr (25) hindurchführt, die bzw. das zu dem mit Kunstharz füllbaren Spannraum (15) führt.

17. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerkopf (1) bei eingesetztem Anker entfernbar ist.

18. Gebirgsanker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Entlüftungsrinne (19) sich in Richtung vom Gewindeende (2) des Ankerkopfes (1) her gesehen erstreckt.

19. Gebirgsanker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Entlüftungsrinne(n) (19) bis etwa zur Mitte des Ankerkopfes (1) reicht(en) oder nur dort eingefräst ist bzw. sind.

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

das Bohrloch einführt, wobei mindestens ein Dichtring den Spalt zwischen Bohrlochmund und Ankerkopf verschliesst, worauf man mittels einer gebogenen Injektionsnadel, die man in die Füllrinne(n) oder das Füllrohr an der Aussenseite des Ankerkopfes unter dem Dichtring einführt, flüssiges, kalt aushärtendes Kunstharz in den Spannraum drückt, bis dieses aus dem Entlüftungsrohr und/oder der Entlüftungsrinne an der Aussenseite des Ankerkopfes austritt, nach dem Aushärten des Kunstharzes die Bewehrungselemente mit der gewünschten Kraft vorspannt, wobei man die Vorspannung mittels eines über den Ankerkopf geschobenen Anpressrohres aufbringt, den Freispielraum mit flüssigem, kalt aushärtendem Kunstharz füllt, das in den Freispielraum geführte Kunstharz aushärten lässt und nach dem Aushärten den Ankerkopf durch Trennen vom Gestänge aus dem Bohrloch entfernt.

20. Verfahren zur Verankerung von Gebirgsformationen mittels des Gebirgsankers nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Ankerkopf und das sich an diesen anschliessende Freispielrohr die Bewehrungselemente einlegt, sie in diesem und in dem offenen Ende des Freispielrohres unter Erzeugung eines Kunstharz-pfropfens mit flüssigem, kalt aushärtendem Kunstharz ver-giesst, sodann den Ankerkopf mit den aus dem Freispielrohr herausragenden Enden der Bewehrungselemente voran in das Bohrloch einführt, wobei mindestens ein Dichtring den Spalt zwischen Bohrlochmund und Ankerkopf verschliesst, worauf man mittels einer gebogenen Injektionsnadel, die man in die Füllrinne(n) oder das Füllrohr an der Aussenseite des Ankerkopfes unter dem Dichtring einführt, flüssiges, kalt aushärtendes Kunstharz in den Spannraum drückt, bis dieses aus dem Entlüftungsrohr und/oder der Entlüftungsrinne an der Aussenseite des Ankerkopfes austritt, nach dem Aushärten des Kunstharzes die Bewehrungselemente mit der gewünschten Kraft vorspannt, den Freispielraum mit flüssigem, kalt aushärtendem Kunstharz füllt, das in den Freispielraum gefüllte Kunstharz aushärten lässt, und dann die Ankerplatte mittels der Schraubenmutter gegen das Gebirge drückt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass man das Vorspannen der Bewehrungselemente mittels der Ankerplatte und der Schraubenmutter vornimmt.

22. Verfahren zur Verankerung von Gebirgsformationen mittels des Gebirgsankers nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Ankerlcopf und das sich an diesen anschliessende Freispielrohr die Bewehrungselemente einlegt, sie in diesem und in dem offenen Ende des Freispielrohres unter Erzeugung eines Kunstharzpfropfens mit flüssigem, kalt aushärtendem Kunstharz ver-giesst, sodann den Ankerkopf mit den aus dem Freispielrohr herausragenden Enden der Bewehrungselemente voran in

23. Gebirgsformation verankert nach dem Verfahren nach Anspruch 20 oder 21.

24. Gebirgsformation verankert nach dem Verfahren nach Anspruch 22.